DECENTRALIZED RANDOMNESS BEACON LÀ GÌ?

Đèn báo ngẫu nhiên phân tán (Decentralized Randomness Beacon) cho phép một nhóm các bên tham gia tạo ra một giá trị ngẫu nhiên, công khai, chung, ngay cả khi có một số bên không trung thực. Các ứng dụng của nó rất đa dạng, từ xổ số và trò chơi, giao thức đồng thuận, sắp xếp giao dịch công bằng, kiểm tra bầu cử, cho đến Zero-Knowledge Proof.

Qua nhiều năm, một thế hệ của tính ngẫu nhiên công khai đã thu hút sự quan tâm liên tục từ cộng đồng nghiên cứu mật mã học. Nhiều hệ thống phân tán, bao gồm các cơ chế đồng thuận khác nhau, các mạng ẩn danh như Tor, hoặc các hệ thống blockchain, giả sử truy cập vào ngẫu nhiên công khai như vậy. Ví dụ, trong các blockchain Proof of Stakes gần đây, các thợ mỏ được bầu ngẫu nhiên ở mỗi kỷ nguyên thông qua một nguồn ngẫu nhiên chung. Tuy nhiên, vẫn còn một mảnh ghép lớn quan trọng bị thiếu để có một nguồn ngẫu nhiên công khai không có sự thiên vị được phân phối và có thể mở rộng. Có một số giải pháp trung tâm tồn tại cho đến nay, ví dụ như đèn báo ngẫu nhiên do NIST hoặc một trong những nguồn ngẫu nhiên từ Đại học Chile điều hành. Mặc dù chúng cung cấp một nguồn ngẫu nhiên thống nhất, những đèn báo này không thể xác minh hoặc phi tập trung. Sự có thể xác minh là cần thiết cho các hệ thống Proof of Stakes ví dụ như một nhà sản xuất khối cần phải chứng minh rằng anh ta đã được bầu làm thợ mỏ cho kỷ nguyên được cho. Sự phân tán giúp cho tính sống động của đèn báo.

Các đèn báo ngẫu nhiên phân tán (DRBs) nhằm mục đích cho phép một nhóm gồm n người tham gia tính toán chung một kết quả ngẫu nhiên một cách ngăn cản một người tham gia hoặc liên minh các người tham gia từ việc dự đoán hoặc thiên vị kết quả. DRBs có nhiều ứng dụng, bao gồm các xổ số có thể xác minh và bầu cử lãnh đạo trong các giao thức đồng thuận phân tán. Dưới đây là một số ứng dụng tiềm năng:

• Lấy mẫu ngẫu nhiên trong một mạng lưới phân tán: Trong các hệ thống phân tán, có thể cần phải chọn một mẫu ngẫu nhiên của các nút cho một số nhiệm vụ cụ thể. Các hệ thống blockchain thường cần một nguồn ngẫu nhiên cho các mục đích khác nhau, như bầu cử những người đề xuất cho khối tiếp theo, hình thành một nhóm đồng thuận, xáo trộn các người xác nhận hoặc giao các nhiệm vụ trong một mạng lưới phân tán. DRBs có thể được sử dụng để tạo ra các số ngẫu nhiên mà không có bên nào có thể dự đoán hoặc thao tác.

• Xổ số và game phi tập trung: Trong các cơ chế rút thăm xổ số phi tập trung, tính công bằng của việc rút thăm là quan trọng nhất. Một đèn báo ngẫu nhiên phân tán có thể được xác minh bởi bất kỳ ai, và mà không có bên nào có thể thao tác, sẽ là một giải pháp lý tưởng. Điều này cũng áp dụng cho các dạng trò chơi khác nơi cần sự ngẫu nhiên.

• Ra quyết định và biểu quyết: Trong bất kỳ quá trình ra biểu quyết phân tán nào, từ hệ thống bỏ phiếu đến các giao thức quản trị tập thể, có thể cần phải chọn ngẫu nhiên các bên tham gia cho một số vai trò, trách nhiệm hoặc quyền lợi cụ thể. Một nguồn ngẫu nhiên công khai, có thể xác minh sẽ quan trọng trong những hệ thống này.

Hãy nhớ rằng sự thành công của tất cả các ứng dụng này không chỉ dựa vào việc ngẫu nhiên không thể dự đoán và không thiên vị mà còn vào việc nó có thể được xác minh công cộng, mà giao thức của chúng tôi đã đạt được. Điều này đảm bảo mức độ tin cậy và công bằng cao trong tất cả các ứng dụng này.

Việc ứng dụng hiệu quả các đèn báo ngẫu nhiên phi tập trung này sẽ giúp đem lại nhiều lợi ích:

• Phi tập trung và Trustless: DRBs là trung tâm của nhiều hệ thống phân tán và ứng dụng mật mã học, như blockchain và hợp đồng thông minh. Chúng đảm bảo tính công bằng, an toàn và đáng tin cậy bằng cách tạo ra các số ngẫu nhiên một cách mà không có bên tham gia hoặc liên minh các bên tham gia có thể dự đoán hoặc thiên vị kết quả. Công việc này có thể giúp thiết kế các hệ thống phân tán an toàn, hiệu quả và công bằng hơn.

• Tăng hiệu quả thực tiễn: Các giải pháp hiện tại cho DKG (Distributed Key Generation) hoặc yêu cầu rất nhiều giao tiếp giữa các bên tham gia, điều này khó thực hiện, hoặc yêu cầu mỗi bên tham gia phải xuất bản một lượng lớn dữ liệu, điều này làm chậm và không hiệu quả. Bằng cách đề xuất một giao thức hiệu quả hơn, chúng tôi đóng góp vào việc làm cho các hệ thống mật mã học này trở nên thực tế hơn cho việc sử dụng trong thực tế.

• Bảo mật Giả ngẫu nhiên (Pseudorandomness): DRBs đảm bảo rằng các số ngẫu nhiên không chỉ an toàn và không thể dự đoán mà còn được công khai xác minh. Điều này tạo ra một lớp bảo mật và tin cậy bổ sung, vì bất kỳ ai cũng có thể xác minh rằng các số ngẫu nhiên đã được tính toán đúng, mà không cần phải tin tưởng vào bất kỳ bên nào trong hệ thống.

• Áp dụng vào Ethereum và các Blockchain khác: DRB có thể tùy chỉnh về thiết kế để tương thích càng nhiều càng tốt với các blockchain như Ethereum, một trong những nền tảng blockchain phổ biến nhất, để hỗ trợ việc áp dụng giao thức trong ngành công nghiệp blockchain và tiền điện tử.